英国科学家发现结肠癌基因的复杂突变模式

时间:2019-11-11 09:11:21 来自:仰和健康


英国的惠康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的科学家及其合作伙伴发现了健康结肠组织中的基因变化或突变。该团队开发了对少数结肠细胞的基因组进行测序的技术,从而使他们能够以前所未有的方式研究基因突变。研究人员发现了复杂的突变模式,包括癌症基因的变化,以及人与人之间的巨大变异。

在英国,每年有42,000例结肠癌新病例,结肠癌也是英国第二大最常见的癌症死亡原因。而癌症也是一种遗传性疾病,由特定基因的遗传突变引起,在某些基因中发生足够的突变后,健康细胞可能会癌变并不受控制地分裂形成肿瘤细胞。

在过去的40年中,科学家们已经确定了这些导致癌症的突变,并在肿瘤组织中标出了这些突变。但由于技术限制,不能在健康组织中鉴定它们,但这对于理解癌症发展却是至关重要的。

在这项新研究中,研究人员开发了确定和表达健康结肠细胞基因组序列的方法。研究小组发现了结肠癌发展的最早阶段,这些细胞形态正常,但是也具有明显的遗传变化模式,包括重要的癌症基因。

惠康大学桑格研究所的亨利·李说:“我们的细胞中存在着我们以前从未意识到过的基因突变的情况,我们如果在癌细胞发现了突变,您会说这是导致癌症的原因,但是我们在显微镜下看起来完全正常的健康结肠组织中也发现了它们。我们已经证明这些突变细胞很丰富,尽管绝大多数不会继续致癌。”

为了识别突变,研究小组使用激光捕获显微镜从样本中切出了单个“隐窝”,这些隐窝构成了结肠组织。隐窝中的每个细胞都有相同的基因突变,小组总共研究了42位年龄在11至78岁之间的2,035个隐窝。

桑格研究所的测序研究与开发团队开发了一种新的工作流程,可以对激光捕获隐窝的基因组进行测序,该团队使该过程实现了完全自动化,从而使成千上万的基因组得以快速测序。

现在在Inivata工作的Wellcome Sanger研究所高级研究员Peter Ellis博士说:“我们的目标是找到一种方法,对从显微镜载玻片上获得的仅数百个隐窝细胞的基因组进行测序。如此少量的DNA却不会掩盖真实突变,这是我们以前从未做过的,该方法现已用于处理40,000多个捕获样品,还适用于其他仅需极少DNA的项目,例如对寄生血吸虫进行测序。这是一项强大的新技术。”

研究小组还研究了基因组中的突变特征,他们在结肠细胞中发现了多个突变过程的特征。以前已经发现过一些,包括被认为破坏病毒DNA的酶,但在这种情况下正在破坏人类DNA。一些签名无处不在且连续,而另一些签名则仅出现在少数几个人,某些隐窝或生命的某些时期。以前从未见过六个签名,需要进一步研究以找出导致它们的原因。

识别健康细胞中的癌症驱动基因的突变,可以得出正常结肠组织中DNA变化的基线图像,将这些突变与在炎性肠病以及结肠癌等疾病中所见的突变进行比较,可以了解细胞如何以及为何在健康和疾病中进化和改变。

Wellcome Sanger研究所所长迈克·斯特拉顿爵士说:“能够在正常细胞中发现突变意味着我们现在可以描述人体组织中存在多少种突变以及什么类型的突变。在本研究中,我们在正常结肠细胞的基因组中发现了新的突变模式,称为“突变特征”,提供了这些突变产生的线索,可能会发现结肠癌的隐藏原因。”

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